Закон Авогадро, молярный объем PDF Печать E-mail
ОБЩАЯ ХИМИЯ - Структура вещества
Автор: AlexGreenEyes   
31.05.2008 01:50

 

Закон Авогадро, молярный объем
Поскольку газы являются наиболее простым объектом исследования, то их свойства и реакции между газообразными веществами изучены наиболее полно.
Французский ученый Ж, Л. Гей-Люссак установил закон объемных отношений:
При постоянном давлении и температуре объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу, а также к объемам образующихся газообразных продуктов как простые целые числа.
Например, 1 л хлора соединяется с 1 л водорода, образуя 2 л хлороводорода; 2 л оксида серы (IV) соединяются с 1 л кислорода, Образуя 2 л оксида серы (VI).
Этот закон позволил итальянскому ученому А. Авогадро предположить, что молекулы простых газов (водорода, кислорода, азота, хлора и т.д.) состоят из двух одинаковых атомов. При соединении водорода с хлором их молекулы распадаются на атомы; а последние образуют молекулы хлороводорода. Но поскольку из одной молекулы образуются две молекулы хлороводорода, объем последнего должен быть равен сумме объемов исходных газов, т.е.


Таким образом, объемные отношения легко объясняются, если исходить из представления о двухатомности молекул простых газов (Н2, Сl2, О2, N2 и др.). Это служит, в свою очередь, доказательством двухатомности молекул этих веществ.
Изучение свойств газов позволило А. Авогадро высказать гипотезу, которая впоследствии была подтверждена опытными данными, а потому стала называться законом Авогадро:

В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул.
Из закона Авогадро вытекает важное следствие: при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объем. Этот объем можно вычислить, если известна масса 1 л газа. При нормальных условиях, т.е. температуре 273 К (0° С) и давлении 101325 Па, масса 1 л водорода равна 0,09 г, молярная масса его равна 1,008 • 2 = 2,016 г/моль. Тогда объем, занимаемый 1 молем водорода, равен
2,016 г/моль
(2,016 г/моль)/0,09 г/л=22,4 л/моль.
При тех же условиях масса 1 л кислорода 1,429 г; молярная масса 32 г/моль. Тогда объем равен
32 г/моль/1,429 г/л =22,4 л/моль.
Следовательно,
При нормальных условиях 1 моль различных газов занимает объём, равный 22.4 л. Этот объем называется молярным объемом газа.
Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества:
1Точное значение 22,4135±0,0006 л/моль
где Vm — молярный объем газа (размерность м3/моль или л/моль); V — объем вещества системы; n — количество вещества системы. Пример записи: Vm газа (н.у.) »22,4 л/моль.
Вспомним, что в 1860 г. на международном съезде химиков в Карлсруэ учение А. Авогадро получило всеобщее признание.
Съезд дал сильный толчок развитию атомно-молекулярного учения. Но особенно бурное развитие оно получило после открытия Д. И. Менделеевым периодического закона химических элементов.
На основании закона Авогадро определяют молярные массы газообразных веществ. Чем больше масса молекул газа, тем больше масса одного и того же объема газа. В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул, а следовательно, и молей газов. Отношение масс равных объемов газов равно отношению их молярных масс:
m1:m2 = M1:M2,
где m1 — масса определенного объема первого газа; m2 — масса такого же объема второго газа; M1 и М2 — молярные массы первого и второго газов.
Отношение массы определенного объема одного газа к массе такого же объема другого газа (взятого при тех же условиях) называется плотностью первого газа по второму (обозначается буквой D):
M1/M2=D, отсюда М1=DM2.
2
Обычно плотность газа определяют по отношению к самому легкому газу — водороду (обозначают DH2). Молярная масса водорода равна 2,016 г/моль или приблизительно 2 г/моль. Поэтому получаем:
М=2DH2.
Молекулярная масса вещества в газообразном состоянии равна его удвоенной плотности по водороду.
Часто плотность газа определяют по отношению к воздуху (Dв). Хотя воздух является смесью газов, все же говорят о его средней молярной массе. Она равна 29 г/моль. Среднюю молярную массу воздуха легко вычислить, если учесть, что воздух состоит приблизительно из 4 объемов азота (молярная масса 28 г/моль) и 1 объема кислорода (молярная масса 32 г/моль), т.е. 4N2+O2. Тогда:
(4•28+1•32).(4+1)=28,8 г/моль (округленно 29 г/моль).
В этом случае молярная масса определяется выражением:
М=29Dв.
Определение молярных масс показало, что молекулы простых газов состоят из двух атомов (Н2, F2, Сl2,O2, N2), а молекулы благородных газов — из одного атома (Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Для благородных газов понятия «молекула» и «атом» равнозначны. Однако молекулы некоторых других простых веществ состоят из трех и более атомов, например молекулы озона О3, фосфора Р4, паров серы при высоких температурах S8.
На основании закона Авогадро осуществляют различные расчеты — вычисление объема, массы, плотности газов при нормальных условиях, молярной массы газообразных веществ, а также относительной плотности газов.

 

Комментарии  

 
0 #8 Jordanet 13.04.2016 05:29
Вы ошибаетесь. Давайте обсудим это. Пишите мне в PM, пообщаемся.


----
музыка
Цитировать
 
 
+4 #7 21.11.2012 13:00
мне эта химия уже надоела
Цитировать
 
 
-1 #6 19.11.2012 21:17
Цитирую Лера:
Скажите, пожалуйста, а может ли средняя молярная масса воздуха (29 г/моль) менять свое значение? При каких условиях?

Согласно следствию из закона Авогадро, молярный объём любого газа, измеренный при н.у., равен 22,4 л/моль = 22 400 см3/моль
(1 л = 1 дм3; 1 дм = 10 см, следовательно, 1 л = 1000 см3)
Цитировать
 
 
-1 #5 19.11.2012 21:14
#1 Лера.....нет потому что это молекулярное строение и способствуют к их развитию
Цитировать
 
 
-1 #4 12.11.2012 15:57
H3PO4
Цитировать
 
 
-2 #3 26.11.2011 12:48
Спасибо, вы мне очень помогли
Цитировать
 
 
-2 #2 22.02.2011 18:24
спасибо мне помогло! :-)
Цитировать
 
 
-5 #1 30.05.2010 14:02
Скажите, пожалуйста, а может ли средняя молярная масса воздуха (29 г/моль) менять свое значение? При каких условиях?
Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить